RU2099414C1 - Domestic methane tank - Google Patents

Domestic methane tank Download PDF

Info

Publication number
RU2099414C1
RU2099414C1 RU9595100620A RU95100620A RU2099414C1 RU 2099414 C1 RU2099414 C1 RU 2099414C1 RU 9595100620 A RU9595100620 A RU 9595100620A RU 95100620 A RU95100620 A RU 95100620A RU 2099414 C1 RU2099414 C1 RU 2099414C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
column
partitions
fermentation
biogas
chambers
Prior art date
Application number
RU9595100620A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU95100620A (en
Inventor
Виктор Игнатьевич Тумченок
Original Assignee
Виктор Игнатьевич Тумченок
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Виктор Игнатьевич Тумченок filed Critical Виктор Игнатьевич Тумченок
Priority to RU9595100620A priority Critical patent/RU2099414C1/en
Publication of RU95100620A publication Critical patent/RU95100620A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2099414C1 publication Critical patent/RU2099414C1/en

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel

Abstract

FIELD: anaerobic fermentation of carbon-containing solid household wastes, feces, manure and dung of domestic animals and poultry, household sewage for production of manure gas for the purposes of heating, food preparation, water heating in individual buildings. SUBSTANCE: methane tank has body separated by partitions with ports into chambers of acid, neutral, alkali and methane fermentation. Chambers are communicated with one another in direction of flow of substrate and manure gas from loading device to unloading device. Methane tank has enrichment column made in the form of vertical body separated by perforated partitions into enrichment sections. Chamber of methane fermentation is communicated with upper section of enrichment column by liquid component of post-fermentation residue and with lower section, by manure gas. Located in sections on partitions is grainy immobilizing fill. Provided in column is flow of gas towards liquid component, accumulation of gas in collector located atop the column, and its discharge through hydraulic seal to users. EFFECT: higher efficiency. 1 dwg

Description

Изобретение относится к анаэробному сбраживанию углеродсодержащих твердых бытовых отходов, фекалий, навоза и помета домашних животных и птицы, бытовых стоков с выработкой биогаза для нужд отопления, приготовления пищи, нагрева горячей воды и может быть использовано в индивидуальных домах фермеров, крестьян, дачников. The invention relates to anaerobic digestion of carbon-containing solid household waste, feces, manure and litter of domestic animals and poultry, domestic waste water with the production of biogas for heating, cooking, heating hot water and can be used in individual homes of farmers, peasants, summer residents.

Известен метантенк, в котором камеры кислого, щелочного и метанового брожения по жидкой составляющей послеброжевого остатка сообщены с колонной обогащения. Газ отводится из камер кислого щелочного брожения в камеру метанового брожения (RU, патент 2017614, кл. C 12 H 1/107, 1991). В этом метантенке невысокая степень исчерпывания питательных компонентов жидкой составляющей после брожевого остатка, что снижает эффективность его работы. Known digester, in which chambers of acidic, alkaline and methane fermentation in the liquid component of the post-fermentation residue are communicated with the enrichment column. Gas is discharged from acid alkaline fermentation chambers to a methane fermentation chamber (RU, patent 2017614, class C 12 H 1/107, 1991). In this digester, a low degree of exhaustion of the nutrient components of the liquid component after the fermentation residue, which reduces its efficiency.

Известен бытовой метантенк, содержащий корпус с перегородками, установленными с образованием камер для кислого, нейтрального, щелочного и метанового брожения, сообщенных одна с другой по прямотоку субстрата и биогаза от загрузочного устройства к разгрузочному, расположенные в камерах перемешивающие устройства (У.Э.Виестур, А.И.Кузнецов, В.В.Савенков. Системы ферментации, Рига, 1986, с. 18, рис. 22). Этот метантенк является наиболее близким к данному изобретению по технической сущности и достигаемому результату. Однако в известном метантенке нет обогащения биогаза, что снижает эффективность работы устройства. Known household digesters containing a housing with partitions installed with the formation of chambers for acidic, neutral, alkaline and methane fermentation, connected to one another through the direct flow of the substrate and biogas from the loading device to the unloading, mixing devices located in the chambers (W.E. Viestur, A.I. Kuznetsov, V.V. Savenkov, Fermentation Systems, Riga, 1986, p. 18, Fig. 22). This digester is the closest to this invention in technical essence and the achieved result. However, in the known digester there is no biogas enrichment, which reduces the efficiency of the device.

Технический результат, достигаемый при использовании данного изобретения, заключается в повышении эффективности работы бытового метантенка. Для его достижения бытовой метантенк, содержащий корпус с перегородками, установленными с образованием камер для кислого, нейтрального, щелочного и метанового брожения, сообщенных одна с другой по прямотоку субстрата и биогаза от загрузочного устройства к разгрузочному, расположенные в камерах перемешивающие устройства, отличается тем, что он снабжен колонной обогащения, выполненной в виде вертикального корпуса с перфорированными перегородками, образующими секции, причем камера для метанового брожения по жидкостной составляющей послеброжевого остатка сообщена с верхней секцией колонны обогащения, а по биогазу с нижней секцией для обеспечения перемещения их в секциях навстречу друг другу за счет избыточного давления биогаза в камере метанового брожения, причем секции снабжены зернистой иммобилизованной засыпкой, размещенной на перфорированных перегородках, а сверху колонны сборник биогаза, сообщенный через гидравлический затвор с потребителем. The technical result achieved when using this invention is to increase the efficiency of the domestic digester. To achieve this, a domestic digesters containing a casing with partitions installed to form chambers for acidic, neutral, alkaline and methane fermentation, connected to one another by the direct flow of the substrate and biogas from the loading device to the unloading device, the mixing devices located in the chambers are characterized in that it is equipped with an enrichment column made in the form of a vertical body with perforated partitions forming sections, and the chamber for methane fermentation along the liquid component The yeast residue is communicated with the upper section of the enrichment column, and with biogas with the lower section to ensure their movement in the sections towards each other due to excessive biogas pressure in the methane fermentation chamber, the sections being equipped with a granular immobilized backfill placed on perforated partitions, and a collector on top of the column biogas communicated through a hydraulic shutter to the consumer.

На чертеже схематично изображен бытовой метантенк, продольный разрез. The drawing schematically shows a household digester, a longitudinal section.

Бытовой метантенк содержит корпус 1 с перегородками 2, установленными с образованием камер 3, 4, 5, 6 соответственно для кислого, нейтрального, щелочного и метанового брожения, сообщенных одна с другой по прямотоку субстрата и биогаза от загрузочного устройства 7 к разгрузочному устройству 8. В камерах 3, 4, 5 и 6 расположены перемешивающие устройства 9. Метантенк снабжен колонной обогащения, выполненной в виде вертикального корпуса 10 с перфорированными перегородками 11, образующими секции 12. Камера 6 метанового брожения по жидкой составляющей послеброжевого остатка сообщена с верхней секцией 12 корпуса 10 колонны обогащения, а по биогазу с нижней секцией 12 для обеспечения перемещения в секциях 12 навстречу друг другу за счет избыточного давления биогаза в камере 6 метанового брожения. Секции 12 снабжены зернистой иммобилизационной засыпкой 13, размещенной на перфорированных перегородках 11, а сверху колонны обогащения размещен сборник 14 биогаза, сообщенный через гидравлический затвор 15 патрубком 16 с потребителем. Загрузочное устройство 7 выполнено с крышкой 17, гидравлическим затвором 18, размещенным в измельчителе 19 с перфорированным днищем 20. Перегородки 2 выполнены с окнами 21, а секции 12 корпуса 10 колонны обогащения снабжены патрубками 22 регулирования высоты засыпки 13. The household digester contains a housing 1 with partitions 2 installed with the formation of chambers 3, 4, 5, 6, respectively, for acidic, neutral, alkaline and methane fermentation, connected one to the other through the direct flow of the substrate and biogas from the loading device 7 to the unloading device 8. B mixing chambers 9 are located in chambers 3, 4, 5 and 6. The digester is equipped with an enrichment column made in the form of a vertical casing 10 with perforated baffles 11 forming sections 12. A methane fermentation chamber 6 along the liquid component the lebrogeous residue is in communication with the upper section 12 of the enrichment column body 10, and for biogas with the lower section 12 to ensure movement in the sections 12 towards each other due to excess biogas pressure in the methane fermentation chamber 6. Sections 12 are equipped with a granular immobilization backfill 13 located on perforated partitions 11, and on top of the enrichment column there is a biogas collector 14 communicated through a hydraulic shutter 15 with a pipe 16 with a consumer. The loading device 7 is made with a cover 17, a hydraulic shutter 18, placed in the grinder 19 with a perforated bottom 20. Partitions 2 are made with windows 21, and sections 12 of the body 10 of the enrichment column are equipped with nozzles 22 for regulating the height of the filling 13.

Бытовой метантенк работает следующим образом. Household digester works as follows.

Через загрузочное устройство 7 при открытой крышке 17 осуществляют подачу в измельчитель 19 отходов и стоков, причем концентрацию взвесей принимают в пределах 4-5% а соотношение между углеродом и азотом порядка 20:1. Взвеси измельчают вращением перемешивающего устройства 9 в измельчителе 19. Субстрат со взвешенными частицами твердых составляющих переходит через перфорированное днище 20 в камеру 3 кислого брожения и подвергается воздействию кислотогенов. Через окна 21 между корпусом 1 и перегородками 2 субстрат последовательно переходит по камерам 4, 5, 6 соответственно нейтрального, щелочного и метанового брожения и обрабатывается ацетогенами и метаногенами при периодическом перемешивании устройствами 9, которые обеспечивает смену микрофлоры на поверхностях прилипания с одновременным обновлением поверхности взвесей за счет измельчения при перемешивании устройствами 9. Камеры 3, 4, 5 и 6 являются сообщающимися сосудами, заполненными субстратом, плотность которого понижается за счет увеличения газовых пузырьков вокруг взвесей. Из камеры 6 метанового брожения субстрат поступает на перфорированную перегородку 11 корпуса 10 колонны обогащения и перемещается сверху вниз по секциям 12 и после исчерпывания биогенных элементов питания отводится из корпуса 10 из нижней секции 12. Биогаз из газовой полости камеры 6 метанового брожения поступает в нижнюю секцию 12 корпуса 10 колонны обогащения и перемещается снизу вверх через перфорированные перегородки 11 в сборник 14 биогаза, откуда через гидравлический затвор 15 по патрубку 16 отводится потребителю. Избыточное давление в газовой полости камеры 6 метанового брожения и разрежение в сборнике 14 являются движущей силой преодоления биогазом гидравлических сопротивлений перфорированных перегородок 11 и размещенной на них зернистой иммобилизационной засыпки 13 (вспученный перлит, керамзит, модифицированный неолит и так далее). Загрузку метантенка через устройство 7 и отвод твердой составляющей послеброжевого остатка через устройство 8 осуществляется периодически при непрерывном процессе брожения в метантенке при температуре 18 24oC при термостатировании воздухом помещения, в котором установлен метантенк. Для повышения концентрации твердой составляющей в послеброжевом остатке за 1 3 ч перед разгрузкой в камере 6 метанового брожения перемешивания устройством 9 не выполняют. Гидравлический затвор 18 снижает до минимума проникновение запахов в помещение при открытой крышке 17 во время загрузки метантенка. Место контакта подвижного устройства 9 с корпусом 1 выполнено с уплотнением, исключающим выход биогаза в помещение. Обогащение в корпусе 10 колонны обогащения происходит за счет разложения воды ферментами метаногенов на водород и кислород. Водород восстанавливает диоксид углерода до метана, а кислород окисляет примеси, в том числе сероводород, что устраняет запахи в помещении при сжигании биогаза.Through the loading device 7 with the open lid 17, waste and effluents are fed into the grinder 19, the concentration of suspensions being taken within 4-5% and the ratio between carbon and nitrogen is about 20: 1. Suspensions are crushed by rotation of the mixing device 9 in the grinder 19. The substrate with suspended particles of solid components passes through the perforated bottom 20 into the acid fermentation chamber 3 and is exposed to acidogens. Through the windows 21 between the body 1 and the partitions 2, the substrate passes sequentially through the chambers 4, 5, 6 of neutral, alkaline, and methane fermentation, respectively, and is treated with acetogens and methanogens with periodic mixing by devices 9, which provide microflora on the sticking surfaces with simultaneous updating of the surface of the suspension grinding by stirring with devices 9. Chambers 3, 4, 5, and 6 are interconnected vessels filled with a substrate whose density decreases due to an increase in gas bubbles around suspensions. From the methane fermentation chamber 6, the substrate enters the perforated baffle 11 of the enrichment column body 10 and moves from top to bottom in sections 12 and, after the exhaustion of biogenic nutrients, is removed from the body 10 from the lower section 12. Biogas from the gas cavity of the methane fermentation chamber 6 enters the lower section 12 case 10 enrichment columns and moves from bottom to top through perforated baffles 11 into the biogas collector 14, from where, through a hydraulic shutter 15, the pipe 16 is discharged to the consumer. The excess pressure in the gas cavity of the methane fermentation chamber 6 and the vacuum in the collector 14 are the driving force for biogas to overcome the hydraulic resistance of the perforated partitions 11 and the granular immobilization backfill 13 placed on them (expanded perlite, expanded clay, modified neolithic, and so on). The loading of the digester through the device 7 and the removal of the solid component of the post-ferment residue through the device 8 is carried out periodically during the continuous fermentation process in the digester at a temperature of 18-24 o C when thermostating the air of the room in which the digester is installed. To increase the concentration of the solid component in the post-fermentation residue for 1 3 hours before unloading in the chamber 6 of methane fermentation, mixing by the device 9 is not performed. The hydraulic shutter 18 minimizes the penetration of odors into the room with the lid 17 open during the loading of the digester. The contact point of the movable device 9 with the housing 1 is made with a seal, excluding the release of biogas into the room. The enrichment in the body 10 of the enrichment column occurs due to the decomposition of water by methanogen enzymes into hydrogen and oxygen. Hydrogen reduces carbon dioxide to methane, and oxygen oxidizes impurities, including hydrogen sulfide, which eliminates odors in the room when burning biogas.

При эксплуатации данного метантенка возможно обеспечить оздоровление экологической обстановки вокруг объекта, в котором установлен метантенк. Использование его рентабельно. During the operation of this digester, it is possible to ensure the improvement of the environmental situation around the facility in which the digester is installed. Using it is cost effective.

Claims (1)

Бытовой метантенк, содержащий корпус с перегородками, установленными с образованием камер для кислого, нейтрального, щелочного и метанового брожений, сообщенных одна с другой по прямотоку субстрата и биогаза от загрузочного устройства к разгрузочному, расположенные в камерах перемешивающие устройства, отличающийся тем, что метантенк снабжен колонной обогащения, выполненной в виде вертикального корпуса с перфорированными перегородками, образующими секции, причем камера для метанового брожения по жидкостной составляющей послеброжевого остатка сообщена с верхней секцией колонны обогащения, а по биогазу с нижней секцией для обеспечения перемещения их в секциях навстречу друг другу за счет избыточного давления биогаза в камере метанового брожения, причем секции снабжены зернистой иммобилизованной засыпкой, размещенной на перфорированных перегородках, а сверху колонны размещен сборник биогаза, сообщенный через гидравлический затвор с потребителем. A domestic digester containing a casing with partitions installed to form chambers for acidic, neutral, alkaline and methane fermentation, connected one to the other by direct flow of the substrate and biogas from the loading device to the unloading, mixing devices located in the chambers, characterized in that the digester is equipped with a column enrichment, made in the form of a vertical body with perforated partitions forming sections, and the chamber for methane fermentation in the liquid component after fermentation of the remaining residue is communicated with the upper section of the enrichment column, and with biogas with the lower section to ensure that they move in the sections towards each other due to excess biogas pressure in the methane fermentation chamber, the sections being equipped with a granular immobilized backfill placed on perforated partitions, and placed on top of the column a biogas collector communicated through a hydraulic shutter with a consumer.
RU9595100620A 1995-01-17 1995-01-17 Domestic methane tank RU2099414C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU9595100620A RU2099414C1 (en) 1995-01-17 1995-01-17 Domestic methane tank

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU9595100620A RU2099414C1 (en) 1995-01-17 1995-01-17 Domestic methane tank

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU95100620A RU95100620A (en) 1997-03-20
RU2099414C1 true RU2099414C1 (en) 1997-12-20

Family

ID=20164033

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU9595100620A RU2099414C1 (en) 1995-01-17 1995-01-17 Domestic methane tank

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2099414C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2518307C1 (en) * 2013-02-18 2014-06-10 Общество с ограниченной ответственностью "Центр новых энергетических технологий" (ООО "ЦНЭТ") Anaerobic reactor
RU217373U1 (en) * 2023-01-18 2023-03-29 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" Catalytic digester

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. SU, патент, 2017611, C 12 M 1/107, 1991. 2. У.Э. Виестур, А.И. Кузнецов, В.В. Савенков. Системы ферментации. - Рига: 1986, с. 18, рис.2.2. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2518307C1 (en) * 2013-02-18 2014-06-10 Общество с ограниченной ответственностью "Центр новых энергетических технологий" (ООО "ЦНЭТ") Anaerobic reactor
RU217373U1 (en) * 2023-01-18 2023-03-29 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" Catalytic digester

Also Published As

Publication number Publication date
RU95100620A (en) 1997-03-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2587895C (en) Method for decomposing biogenic material
CN1166769C (en) Tow-phase type methane fermentation reactor
US4334997A (en) Anaerobic digester technology
CN201538737U (en) Integrated livestock culturing farm feces biological treatment system
US20100304420A1 (en) Bioreactor for mesophilic and/or thermophilic fermentation
US20130171710A1 (en) Anaerobic Reactor
CN106222074A (en) The dynamic anaerobic fermentation equipment of continuous way wet-and-dry two-stage
US8962310B2 (en) System for anaerobic digestion of solid and soluble organic wastes, by-products and residues
US6982035B1 (en) Biphase orbicular biodigester
CN110951598A (en) Double-chamber anaerobic fermentation device and method suitable for high-concentration materials
CN201512461U (en) Anaerobic-aerobic integrated water treatment bioreactor
RU2099414C1 (en) Domestic methane tank
JP3873114B2 (en) Processing method of organic solid waste
CN106082525A (en) A kind of lavatory Waste Water Treatment
RU2107043C1 (en) Methane accumulation tank
EP1931602B1 (en) System for treating residual water
JP3114117B2 (en) Long-term residence type multi-stage continuous anaerobic digestion apparatus and method for anaerobic digestion of high-concentration organic waste using the same
CN101654688B (en) Device for efficiently producing marsh gas
RU2098481C1 (en) Domestic methane tank
CN217173387U (en) Pulse type anaerobic bioreactor
CN220393692U (en) Device for producing acid by anaerobic fermentation of excess sludge based on potassium ferrate
CN210736457U (en) Rural area domestic sewage ecological treatment system
CN211057101U (en) Double-chamber anaerobic fermentation device suitable for high-concentration materials
KR101001131B1 (en) Fermentation apparatus
RU2092458C1 (en) Installation for processing sewage into biogas